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Castelo Branco Científi ca - Ano III - Nº 06 - julho/dezembro de 2014 - www.castelobrancocientifi ca.com.br 1

Faculdade Castelo Branco ISSN 2316-4255

IMAGENS DE ALTA RESOLUÇÃO CBERS - 2B/HRC APLICADAS À

CARACTERIZAÇÃO DO USO DO SOLO NA MICROBACIA HIDROGRÁFICA

DO CÓRREGO PEDRA TORTA, ÁGUIA BRANCA - ES

Danilo Storch Kühl1

Gustavo Coelho Barbosa1

Julia Lorraine Schultz Leffler1

Magna Venturin Coradini1

Ordânia Piffer Neves1

Thiago Augusto de Sousa Castro2

RESUMO

A busca por meios mais eficazes e econômicos de observar a Terra motivou o homem a desenvolver os

satélites de sensoriamento remoto. O córrego Pedra Torta é um afluente do Rio Braço do Sul, ambos

pertencentes à bacia hidrográfica do Rio Doce. Para a execução do presente trabalho foram utilizadas

imagens do satélite Resourcesat-1 e CBERS–2B, selecionando-se respectivamente as imagens dos

sensores LISS-3 e HRC. A identificação dos alvos nas imagens fusionadas foi facilitada devido à

melhoria na resolução espacial, que por sua vez permitiu uma melhor caracterização do uso do solo

permitindo realizar o mapeamento dos diferentes alvos observados na área de estudo.

PALAVRAS-CHAVE: Sensoriamento Remoto. Fusão de imagens. Uso do solo.

INTRODUÇÃO

A necessidade de se conhecer, mapear e monitorar o uso do solo, para se buscar uma ocupação mais

1Alunos do curso de Geografia da faculdade Castelo Branco, Colatina-ES. E-mail: [email protected]

/ [email protected] / [email protected]/

[email protected]/[email protected]

2M.Sc. Meio Ambiente e Sustentabilidade, Geógrafo, professor da Faculdade Castelo Branco, Colatina-ES.

E-mail: [email protected]


controlada das terras é uma questão que vem sendo levantada há muitos anos, e que era limitada devido

ao tempo e aos custos envolvidos nos levantamentos de campo e elaboração dos mapas. Essa

preocupação se tornou maior a partir do crescimento dos centros urbanos, do setor agropecuário e da

intensa exploração dos recursos naturais. O levantamento do uso do solo tornou-se um aspecto de

interesse, uma vez que é um aspecto primordial para qualquer ação de planejamento do território e

gestão dos recursos naturais (DESTRO & CAMPOS, 2006). A busca por meios mais eficazes e

econômicos de observar a Terra motivou o homem a desenvolver os satélites de sensoriamento remoto,

mas os altos custos dessa tecnologia tornam os países em desenvolvimento dependentes das imagens

fornecidas por equipamentos de outras nações (GONÇALVESet al., 2005).O programa de cooperação

entre Brasil e China, através da série de satélites de sensoriamento remoto CBERS, trouxe

significativos avanços científicos ao Brasil. Suas imagens são usadas desde o controle do

desmatamento e queimadas na Amazônia Legal, até o monitoramento de recursos hídricos, áreas

agrícolas, crescimento urbano e ocupação do solo (GONÇALVES et al., 2005). Segundo dados do

Instituto Nacional Pesquisas Espaciais (INPE), os satélites da série CBERS possuem em seu conjunto,

diversos sensores ou instrumentos, com alto potencial para atender a múltiplos requisitos e aplicações,

porém, cada um desses sensores tem características próprias que os tornam mais adequados a certas

categorias de aplicações (INPE, 2011). Os dados internos para monitoramento do estado de

funcionamento do satélite são coletados e processados por um sistema distribuído de computadores

antes de serem transmitidos à Terra. Um sistema de controle térmico ativo e passivo provê o ambiente

apropriado para o funcionamento dos sofisticados equipamentos do satélite (OBT, 2014). Segundo

Fonseca et al. (2000), técnicas de fusão de imagens podem ser utilizadas visando melhorar a resolução

espacial. As técnicas de fusão possibilitam integrar a melhor resolução espacial da banda pancromática

com a melhor resolução espectral das demais bandas, produzindo imagem colorida que reúne ambas as

características. As técnicas de fusão incluem: (i) Intensidade-Matiz-Saturação (IHS); (ii) Principais

Componentes; (iii) Transformação de Brovey; (iv) Transformação Wavelet, dentre outros. Diante do

exposto, o presente trabalho teve como objetivo aplicar a técnica de fusão em imagens do satélite

CBERS-2B a fim de verificar sua aplicabilidade na descrição em detalhes de ambiente rurais.




MATERIAL E MÉTODOS

A área de estudo do presente trabalho corresponde à microbacia hidrográfica do córrego Pedra Torta,

que está localizada no município de Águia Branca - ES entre as latitudes 19° 05' 09” e 19° 03' 48” sul, e

longitudes 40° 42' 17” e 40° 41' 05” oeste de Greenwich. O córrego Pedra Torta é um afluente do Rio

Braço do Sul, ambos pertencentes à bacia hidrográfica do Rio Doce. Localizada na porção Noroeste do

estado do Espírito Santo, a bacia do córrego Pedra Torta compreende uma área de 349,7 ha. Para a

execução do presente trabalho foram utilizadas imagens do satélite Resourcesat-1 e CBERS–2B,

selecionando-se respectivamente as imagens dos sensores LISS-3 e HRC. A primeira imagem, possui

resolução espacial de 23,5 metros e contempla as faixas espectrais do verde, vermelho, infravermelho

próximo e infravermelho médio. A segunda imagem possui resolução espacial de 2,7 metros em sua

faixa pancromática. As imagens são datadas de 22/06/2013 e 25/07/2008, respectivamente. As cenas

foram obtidas do catálogo de imagens do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE),

disponíveis em sua página na internet. Também foram utilizados ortofotomosaicos na escala 1:15.000,

originados de vôo aerofotogramétrico na escala de 1:35.000 com data de junho de 2007, cedidos pelo

Instituto Estadual de Meio Ambiente e Recursos Hidrícos do Espirito Santo – IEMA. Para a elaboração

dos mapas foi utilizado o software ArcGis 9.3. A técnica utilizada para o processamento das imagens

baseou-se na fusão. Nesta técnica três bandas de um sensor de baixa resolução espacial dispostas no

espaço de cor RGB são transformadas em três bandas no espaço de cores IHS (JENSEN, 2005). Dessa

forma, aliou-se a melhor resolução espacial (2,7 m) da imagem pancromática do sensor HRC, com as

propriedades espectrais das bandas do sensor LISS-3, com resolução de 23,5 m. O resultado é uma

imagem colorida com a resolução espacial da imagem pancromática, neste caso, 2,7 m. O

procedimento foi realizado no software ArcGis, versão 9.3. O processo de fusão exige que as imagens

estejam georeferenciadas ou coregistradas entre si. Neste trabalho, optou-se por co-registro entre as

cenas LISS-3 e a HRC, que neste caso empregou 30 pontos de controle. Após o procedimento de fusão,

efetuou-se o georeferenciamento das cenas a partir de uma fotografia aérea, a qual é ortoretificada e

com resolução do pixel de 1 m. Após a transformação do espaço RGB para o espaço HSV, substituímos

o valor da banda V (Value) pela imagem pancromática de alta resolução HRC. Como produto final,

obtemos uma imagem de alta resolução espacial, dotada de características espectrais.O mapeamento de

coberturas vegetais foi realizado a partir de classificação visual da imagem HRC fusionada. Para



auxiliar nesta tarefa, procedeu-se também com a interpretação visual das fotografias aéreas na escala

1:15.000 e datadas de 2007.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A imagem fusionada permitiu visualizar com maior clareza as classes de uso do solo, com destaque

para as áreas de floresta que apresentam resposta espectral característica na composição LIS 3 adotada

para o estudo. As bandas 4 e 5 permitiram diferenciar a vegetação de seu entorno e ainda, de maneira

genérica, segmentar fisionomias vegetais distintas. A imagem fusionada apresentou boa qualidade

visual o que facilitou a identificação e o delineamento dos diferentes tipos de uso e cobertura do solo

presentes na área de estudo. A identificação dos alvos nas imagens fusionadas foi facilitada devido à

melhora na resolução espacial. Observam-se claramente a distinção dos alvos como pastagem, canais

fluviais, fragmentos de florestas e diferentes tipos de cultivo (Figura 1).

Figura 1.Comparação de áreas em imagem LISS-3 e HRC. A (Imagens do sensor LISS-3) e B (Áreas

correspondentes às ilustradas na imagem fusionada HRC). Notar a melhoria na distinção dos alvos na

imagem fusionada.

A melhoria na interpretação visual da imagem, devido à resolução espacial, ampliou a capacidade de

distinguir os alvos. Nota-se com maior nitidez a presença de estradas, fragmentos florestais (incluindo-

se árvores distribuídas isoladamente), tipos de culturas agrícolas, dentre outras. Utilizando a imagem

fusionada foi possível produzir o mapa de caracterização do uso do solo na bacia hidrográfica do

córrego Pedra Torta, município de Águia Branca -ES (Figura 2).



Figura 2. Mapa de uso e ocupação do solo da bacia do córrego Pedra Torta produzido a partir de

imagens fusionadas dos sensores LISS-3 e HRC.

Após a elaboração do mapa foi possível identificar cinco classes de uso do solo: 1) café; 2) eucalipto;

3) fragmento florestal; 4) áreas alagadas e 5) pastagem. A análise do mapa evidencia que as pastagens

se configuram na classe de uso mais expressiva na bacia em questão (Tabela 1), evidenciando um

amplo padrão de substituição da vegetação nativa.

Tabela 1. Quantificação das classes de uso e cobertura vegetal das terras na bacia hidrográfica do

córrego Pedra Torta.



CONCLUSÃO

O método de fusão apresentou bons resultados e fornece um material aplicável em inúmeros estudos.

Neste trabalho, a imagem fusionada permitiu uma melhor caracterização do uso do solo permitindo

realizar o mapeamento dos diferentes alvos observados na área de estudo. É importante ressaltar que

foram utilizadas imagens de domínio público e que apesar de o satélite CBERS ter encerrado sua

operação em dezembro de 2010, a diferença temporal de coleta de dados é pequena entre as imagens

dos satélites utilizados neste estudo, repercutindo uma fusão mais adequada. Quanto ao uso do solo,

pode se concluir que os tipos de uso e cobertura existentes da maior para a menor proporção são os

seguintes: pastagem, fragmento florestal, eucalipto,café e por último, áreas alagadas.

REFERÊNCIAS:

DÉSTRO, G. F. G.; CAMPOS, S. SIG SPRING na caracterização do uso dos solos a partir de

imagens do satélite CBERS. Revista Energ. Agric., Botucatu, vol. 21, n.4. 2006, p.28-36

FONSECA, L. G. M. et al. Apostila de processamento digital de imagens. São José dos Campos:

INPE, 2000.

GONÇALVES, C.D.A.B.; PEREIRA, M.N.; SOUZA, I.M. Uso de imagens CBERS para

mapeamento de uso do solo urbano como subsídio ao planejamento. Anais do XII Simpósio Brasileiro

de Sensoriamento Remoto. Goiânia, 2005.

JENSEN, John R. Introductory digital image processing: a remote sensing perspective. 3nd. ed. Upper

Saddle River: Prentice Hall, 2005. xi, 526 p., il., 28 cm. (Prentice Hall series in geographic information

science).

O satélite CBERS. Coordenação Geral de Observação da Terra – OBT. Disponível em

< .> Acesso em 12 set. 2014.http://www.obt.inpe.br/cbers/cbers%20desc.htm

Usos e Aplicações. Satélite Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres – CBERS. Disponível

em < .> Acesso em 12 set.2014.http://www.cbers.inpe.br/sobre_satelite/usos_aplicacoes.php

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